Tack vare idogt arbete har forskare hittat bevis på existensen av en kvasipartikel, som först föreslogs som en hypotes för nästan 50 år sedan: abrasion.
En oderon är en kombination av subatomära partiklar, inte en ny fundamental partikel, men i vissa interaktioner fungerar den som sådan, och sättet den passar in i materiens grundläggande byggstenar gör upptäckten till ett stort genombrott för fysiker.
I slutändan upptäcktes oderonen genom detaljerad analys av två uppsättningar data, och nådde en 5-sigma sannolikhet, som forskarna använder som en tröskel. Det betyder att om oderon inte fanns så skulle chansen att vi skulle se en sådan effekt i datan av en slump vara 1 på 3,5 miljoner.
Partiklar som protoner och neutroner är uppbyggda av mindre subatomära partiklar: enkelt uttryckt, kvarkar "limmas ihop" med gluoner, som bär kraften. Kopplingen av protoner i en partikelaccelerator ger oss en möjlighet att titta på deras inre struktur, mättad med gluoner.
När två protoner stöter på varandra men på något sätt överlever kollisionen, kan denna interaktion – en typ av elastisk spridning – förklaras av att protonerna byter ut ett jämnt eller udda antal gluoner.
Om detta nummer är jämnt är det ett verk av en kvasipartikel pomeranian. Ett annat alternativ – som tycks förekomma mycket mer sällan – är den oderon kvasipartikeln, en förening med ett udda antal gluoner. Hittills har forskare inte kunnat upptäcka oderoner i experiment, även om teoretisk kvantfysik förutspådde att de skulle existera.
Forskning
Forskarna analyserade en stor uppsättning data som erhållits från partikelacceleratorn Large Hadron Collider (LHC) i Schweiz och partikelacceleratorn Tevatron i USA.
Miljontals datapunkter studerades för att jämföra proton-proton- eller proton-antiprotonkollisioner tills forskarna var övertygade om att de såg resultat – udda gluonkopplingar – som bara skulle vara möjliga om oderonen fanns.
En jämförelse av de två typerna av kollisioner avslöjade en tydlig skillnad i energiutbytet - denna skillnad indikerar en oderon. Teamet kombinerade sedan de mer exakta mätningarna med ett tidigare experiment 2018 som tog bort några av osäkerheterna, vilket gjorde att de kunde uppnå en så hög konfidensnivå för upptäckt för första gången.
Upptäckten hjälper också till att fylla några av luckorna i den nuvarande idén om kvantkromodynamik, eller QCD, en hypotes om hur kvarkar och gluoner interagerar på lägsta nivå. Vi pratar om materiens tillstånd i de minsta skalorna och hur allt i universum kommer samman.
Dessutom, enligt forskarna, kan den specialiserade tekniken som utvecklats för att spåra oderon hitta många andra tillämpningar i framtiden: till exempel i medicinska instrument. Och även om den här forskningen inte svarar på alla frågor om oderoner och hur de fungerar, är det det bästa beviset för att de existerar. Framtida experiment med partikelacceleratorer kommer att ge ytterligare bekräftelse och kommer utan tvekan att väcka fler frågor.
Läs också: